KR101982826B1 - 전기 스프레이 프린팅 시스템 - Google Patents

전기 스프레이 프린팅 시스템 Download PDF

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권계시
오수빈
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순천향대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은, 잉크 액적이 분사 또는 토출되는 적어도 하나의 노즐; 상기 노즐에 전압을 인가하는 전압인가부; 상기 노즐과 마주 보도록 마련되며, 잉크 액적이 프린팅되는 프린팅 대상물; 상기 프린팅 대상물이 놓이는 대상물 홀더; 및 상기 대상물 홀더에 교류 전압을 인가하여 상기 프린팅 대상물의 표면에 존재하는 전하를 상기 대상물 홀더 쪽으로 흐르게 하는 정전기 처리부;를 포함할 수 있다.

Description

전기 스프레이 프린팅 시스템{ELECTROSPRAY PRINTING SYSTEM}
본 발명은 전기 스프레이 프린팅 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 스프레이 코팅 방법에 있어서 기판 등 프린팅 대상물의 표면에 존재하는 전하를 빠르게 제거하거나 통전시킬 수 있는 전기 스프레이 프린팅 시스템에 관한 것이다.
전기수력학적(EHD; Electro-hydrodynamic) 잉크젯 프린팅 시스템은 유체가 강력한 국소 전기장에 노출 되었을 때 정전기적 힘이 유체에 작용하여 대전을 일으키고 이러한 전기적인 상호 인력을 사용하여 기판에 패턴을 형성하는 장치로서, 기존의 피에조 잉크젯 프린팅 시스템의 헤드와는 달리 잉크에 주입된 전하에 의해 유발되는 정전기적 상호 인력을 바탕으로 기판 상에 패턴을 형성하는 장치이다. 이러한 전기수력학적 잉크젯 프린팅 방식은 유체에 공기압 또는 일정한 유량을 가해주고 전압을 인가하는 방식으로 잉크의 제팅(jetting)이 일어나는 방식이다.
전기수력학적 잉크젯 프린팅 방식에는 전압의 방식, 노즐과 기판 사이의 거리 등에 따라서 드랍 온 디맨드(Drop on Demand) 방식, 전기 스피닝 (Electrospinning) 방식, 전기 스프레이(Electrospray) 방식이 있다.
이 중에서 드랍 온 디맨드 방식은 저점도(10cP) 잉크, 저전압(100~300V), 작은 standoff distance(노즐과 기판 사이의 거리, 약 100μm)에서 사용되며 미세 패턴을 얻는 방식이다. 전기 스피닝 방식은 고점도(1000cP 이상) 잉크, 고전압(1~2kV), 비교적 큰 standoff distance (약 1mm~3mm)에서 사용된다. 이 두 방식은 모두 프린팅에 적합한 방식이지만 넓은 면적의 코팅에는 적합하지 않다. 따라서 넓은 면적을 코팅하기 위해서는 전기 스프레이 방식을 사용하는 것이 바람직하다.
도 1은 일반적인 전기 스프레이 프린팅 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템에 있어서 기판의 정전기 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전기 스프레이 프린팅 시스템(1)은 잉크를 노즐(10, Nozzle)에 공급하는 시린지(30, Syringe) 및 노즐(10)에 직류 전압을 인가하는 전압인가부(40)를 포함할 수 있다.
시린지(30)는 시린지 펌프(미도시)와 연결되어 잉크를 공급하거나 공압을 받아서 잉크를 노즐(10)에 공급할 수 있다. 공압에 의해서 잉크는 1차적으로 작은 액적으로 쪼개지게 되고 이 상태에서 직류 전압을 공급받음으로써 2차적으로 더 작은 크기로 쪼개지면서 노즐(10)의 끝단(20)에서 잉크 액적이 스프레이 또는 분무된다.
노즐(10)의 끝단(20)에서 스프레이 되는 잉크 액적은 직류 전압에 의해서 전하(Charge)를 가지게 되는데, 잉크 액적은 같은 극성의 전하를 가지게 된다. 이와 같이 스프레이 되는 잉크 액적이 같은 극성의 전하를 가지기 때문에 잉크 액적끼리 서로 밀어 내게 되고 그 결과 잉크 액적이 보다 넓은 범위까지 퍼져 나가면서 비교적 넓은 면적을 코팅 또는 스프레이 할 수 있게 된다. 도 1을 참조하면, 스프레이 되는 미세한 잉크 액적 분무(S)가 기판(50) 상에 넓게 퍼진 것을 볼 수 있다. 즉, 전기 스프레이 프린팅에서는 노즐(10)의 끝단(20)에서 잉크 액적이 아래로 바로 토출되는 것이 아니라 노즐(10)의 끝단(20)을 중심으로 넓게 퍼져 나가면서 코팅을 하게 된다.
이러한 전기 스프레이 프린팅 시스템(1)은 잉크 액적을 작게 만들어 미세 분무가 가능하고 에어 스프레이와 달리 잉크 액적의 비산 문제를 줄일 수 있으며, standoff distance의 영향이 크지 않다는 장점이 있다. 반면에 전기장을 사용해야 하는 문제와 기판의 전도성에 따라서 스프레이 특성이 달라지거나 스프레이가 어려울 수 있다는 단점이 있다.
전기 스프레이 프린팅 시스템(1)은 고전압에 의한 정전기를 이용하기 때문에 기판에 따라서 프린팅 특성의 차이를 보이게 된다. 정전기에 의해 같은 극성을 가지는 전하(charge)의 효과 때문에 기판 위에서 전하(charge)가 빠르게 없어지지 않으면 기판 위의 전하가 스프레이 되는 잉크를 밀어내기 때문에 기판에 고르게 코팅이 불가능하게 된다.
이러한 현상은 기판이 부도체이지만 전기전도도가 다르기 때문에 일어나는 것이고, 특히 비저항값이 매우 큰 플라스틱 기판, PCB, PET film 등에 있어서는 이러한 현상이 더욱 심하게 된다. 그러나, 많은 응용 분야에 있어서 폴리머 기판, 플라스틱 기판 위에 정밀한 코팅을 해야 하기 때문에 정전기 문제가 매우 심각하다. 특히 전기 스프레이 프린팅은 전하(charge)를 띄는 액적을 이용하기 때문에 기판에 이미 증착되어 있는 액적이 이후에 증착되어야 하는 다른 액적이 증착(deposition)되는 것을 방해하게 된다. 즉, 기판에 이미 증착되어 있는 액적과 이후에 증착되어야 하는 액적이 같은 극성의 전하를 가지기 때문에 이미 증착되어 있는 액적이 이후에 증착되어야 하는 액적을 밀어내기 때문에 증착이 잘 되지 않게 된다.
도 2를 참조하면, (a)의 경우에는 기판(50)에 잉크 액적 분무(S)가 고르게 증착되지만, (b)의 경우에는 기판(50)에 미리 증착되어 있는 잉크 액적 분무(C)와 이후에 증착되어야 하는 잉크 액적 분무(S) 사이에 밀어내는 힘이 작용해서 이후에 증착되어야 하는 잉크 액적 분무(S)가 화살표 방향으로 밀려 나면서 코팅이 되지 않게 된다. 따라서, 비저항값이 큰 폴리머 기판, 플라스틱 기판 등의 경우에는 기판에 존재하는 정전기가 잉크 액적 분무를 밀어내기 때문에 스프레이 코팅이 불가능하다는 문제가 있다.
본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.
한국등록특허공보 제10-1545049호(2015.08.17.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기판의 전도성에 따라서 잉크 액적 분무가 잘 되지 않는 것을 해결할 수 있는 전기 스프레이 프린팅 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판에 존재하는 액적의 전하를 빠르게 소멸시키거나 통전시켜서 없앨 수 있는 전기 스프레이 프린팅 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판의 종류에 관계없이 기판의 정전기적 특성으로 인해 액적 스프레이 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 전기 스프레이 프린팅 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 정전기가 기판의 표면에 발생하는 것을 방지할 수 있는 전기 스프레이 프린팅 시스템을 제공한다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은, 잉크 액적이 분사 또는 토출되는 적어도 하나의 노즐; 상기 노즐에 전압을 인가하는 전압인가부; 상기 노즐과 마주 보도록 마련되며, 잉크 액적이 프린팅되는 프린팅 대상물; 상기 프린팅 대상물이 놓이는 대상물 홀더; 및 상기 대상물 홀더에 교류 전압을 인가하여 상기 프린팅 대상물의 표면에 존재하는 전하를 상기 대상물 홀더 쪽으로 흐르게 하는 정전기 처리부;를 포함할 수 있다.
상기 정전기 처리부는 상기 프린팅 대상물에 프린팅되는 잉크 액적이 가지는 전하를 상기 대상물 홀더 쪽으로 흐르게 할 수 있다.
상기 정전기 처리부는 교류 전압을 인가하여 상기 프린팅 대상물의 임피던스를 낮춤으로써 상기 프린팅 대상물의 표면에 존재하는 전하를 상기 대상물 홀더 쪽으로 흐르게 할 수 있다.
상기 대상물 홀더와 상기 프린팅 대상물 사이에 마련되고 대전된 액적 또는 전하에 의해 스파크가 발생하는 것을 방지하는 절연 레이어를 포함할 수 있다.
상기 정전기 처리부는 컨덴서의 원리가 적용되도록 상기 대상물 홀더에 교류 전압을 인가할 수 있다.
상기 정전기 처리부는 상기 프린팅 대상물의 임피던스 크기를 줄이도록 높은 주파수 값을 가지는 교류 전압을 상기 대상물 홀더에 인가할 수 있다.
상기 정전기 처리부는 100 Hz 보다 높은 주파수 값을 가지는 교류 전압을 상기 대상물 홀더에 인가할 수 있다.
상기 정전기 처리부는 상기 노즐에 인가되는 전압과 반대 극성을 가지는 교류 전압을 상기 대상물 홀더에 인가할 수 있다.
상기 정전기 처리부는 상기 노즐에 인가되는 전압과 같은 극성을 가지는 교류 전압을 상기 대상물 홀더에 인가하되 상기 교류 전압은 상기 노즐에 인가되는 전압 보다 작은 크기를 가질 수 있다.
상기 정전기 처리부에 의해 인가되는 교류 전압은 펄스 파형, 스퀘어 파형, 정현파형 또는 톱니 파형 중 어느 하나의 파형을 가지거나, 시간이 경과함에 따라 변하거나 동일한 모양이 반복되는 파형을 가질 수 있다.
상기 노즐에는 공기에 의해서 잉크 액적이 스프레이 되게 하는 공압과 전기에 의해서 잉크 액적이 동시에 스프레이 되게 하는 전압이 인가될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은 기판 등 프린팅 대상물의 홀더에 교류 전압을 인가함으로써 기판 등에 잔존하는 정전기 전하 내지 액적이 띠고 있는 전하를 홀더 쪽으로 빠르게 통전시켜서 없앨 수 있으며, 이로 인해 액적끼리 서로 밀어내면서 액적이 스프레이 되지 않는 현상을 없앨 수 있다.
본 발명에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은 홀더에 인가되는 교류 전압의 주파수를 크게 할수록 더욱 빠르게 전하를 통전시켜서 없앨 수 있다.
본 발명에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은 통상적인 전기 스프레이 프린팅 시스템 뿐만 아니라 전기와 공압을 모두 사용하는 하이브리드 타입의 전기 스프레이 프린팅 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은 스퀘어 파형을 가지는 교류 전압을 홀더에 인가하는 경우에는 낮은 기본 주파수에서도 기판의 정전기 또는 전하를 통전시켜서 빠르게 없앨 수 있다.
도 1은 일반적인 전기 스프레이 프린팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템에 있어서 기판의 정전기 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템의 대상물 홀더 및 정전기 처리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템의 코팅 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 도 4 및 도 5는 도 3에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템의 대상물 홀더 및 정전기 처리부를 설명하기 위한 도면, 도 6은 도 3에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템의 코팅 과정을 설명하기 위한 도면, 도 7은 도 3에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)은, 잉크 액적(S)이 분사 또는 토출되는 적어도 하나의 노즐(140), 노즐(140)에 전압을 인가하는 전압인가부(160), 노즐(140)과 마주 보도록 마련되며 잉크 액적(S)이 프린팅되는 프린팅 대상물(120), 프린팅 대상물(120)이 놓이는 대상물 홀더(110) 및 대상물 홀더(110)에 교류 전압을 인가하여 프린팅 대상물(120)의 표면에 존재하는 전하를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흐르게 하는 정전기 처리부(170)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)은 전기 스프레이(Electrospray)에 관한 것으로서, 노즐(140) 부위에 인가되는 전압은 약 2kV 이상(바람직하게는 2~8kV)이 되고 standoff distance(도 3의 G 참조)는 1~20cm 이하가 되는 시스템에 관한 것이다. 또한, 사용되는 액체(잉크)의 점도가 1cP~100cP 정도의 저점도인 액체(잉크)를 사용하는 시스템이며, 일부 액체의 점도가 높거나 스프레이가 잘 일어나지 않는 경우에는 공기 스프레이에 전압을 추가로 인가하여 전압과 공기 스프레이를 모두 사용하는 하이브리드 전기 스프레이 프린팅 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)은 기판과 같은 프린팅 대상물(120)의 표면에 넓게 잉크 액적 분무(S)를 스프레이 또는 코팅하는 시스템이다.
스프레이 되는 잉크는 시린지(130) 또는 공압(공기압)에 의해서 공급되는데, 시린지(130)는 시린지 펌프(미시도)로부터 잉크를 전달 받거나 공압에 의해서 잉크를 전달 받을 수 있다.
시린지 펌프 또는 시린지(130)에 가해지는 공압에 의해서 일정한 유량의 잉크가 시린지(130)에 공급될 수 있다.
시린지(130)에는 노즐(140)까지 잉크를 전달하는 튜브(136)가 연결될 수 있다.
시린지(130)로부터 잉크를 전달 받는 노즐(140)은 노즐 홀더(156)에 탈부착될 수 있다. 노즐 홀더(156)는 금속 재질 또는 전기전도성을 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 노즐 홀더(156)만으로 노즐(140)을 지지할 수도 있으나, 노즐 홀더(156)를 고정하는 지그(151)가 별도로 마련될 수도 있다.
노즐(140)은 상단부가 튜브(136)에 연결되어 시린지(130)에서부터 잉크를 전달 받으며 노즐 홀더(156)에 장착 또는 분리 가능하게 연결될 수 있다.
노즐(140)의 하단에 형성된 끝단(141)을 통해서 잉크 액적 분무(S)가 토출되어서 프린팅 대상물(120)의 표면에 스프레이 또는 코팅될 수 있다.
노즐(140)에 공급된 잉크를 작은 크기의 액적 또는 분무 상태로 쪼개기 위해서 노즐(140)에 전압이 인가되어야 한다. 이를 위해서 전압인가부(160)가 마련된다. 전압인가부(160)는 노즐(140)에 직접 연결되어 전압을 인가할 수도 있고, 노즐(140)이 장착되는 지그(151) 또는 노즐 홀더(156)에 연결되어 전압을 인가할 수도 있다. 여기서, 지그(151), 노즐 홀더(156) 및 노즐(140) 모두 전기전도성을 가지는 재질로 형성되기 때문에 지그(151) 또는 노즐 홀더(156)에 전압인가부(160)가 연결되더라도 노즐(140)까지 통전되기 때문에 노즐(140)에 전압을 인가한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
전압인가부(160)는 지그(151), 노즐 홀더(156) 또는 노즐(140)에 연결되는 커넥터(162)를 구비할 수 있으며, 직류 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
전압인가부(160)를 통해서 직류 전압이 노즐(140)에 인가되면, 노즐(140) 내에 존재하는 잉크에 직류 전압이 전달되어 잉크가 전하를 띠게 된다. 이때, 잉크는 동일한 극성의 전하를 띠기 때문에 전하를 둘러싸는 잉크끼리 서로 밀어내는 힘이 작용하고 이와 같은 척력에 의해서 잉크가 작은 액적으로 쪼개지게 된다. 즉, 인가된 직류 전압에 의해서 잉크끼리 서로 밀어내면서 잉크가 작은 액적 또는 분무 상태로 쪼개지게 되는 것이다. 여기서, 잉크를 작은 크기의 액적으로 쪼개기 위해서 노즐(140)에 추가로 공압(공기)을 가해줘서 공압 스프레이 원리를 사용할 수도 있는데, 이러한 구조의 시스템에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 노즐(140)의 끝단(141)은 100~300μm의 직경을 가지는 것이 바람직하다. 1~100cP 정도의 저점도를 가지는 잉크(액체)에 2kV 이상의 동일 극성의 직류 전압을 인가함으로써 서로 반발하는 힘이 잉크에 작용하는 상태에서 100~300μm의 작은 노즐(140)의 끝단(141)을 통해서 잉크가 토출됨으로써 잉크 액적은 분무(S) 상태로 스프레이 되어 프린팅 대상물(120)에 코팅될 수 있다. 여기서, 노즐(140)의 끝단(141)과 프린팅 대상물(120) 사이의 거리(G)가 1~20 cm 정도로 멀기 때문에 잉크 액적 분무(S)는 프린팅 대상물(120)의 넓은 면적에 코팅될 수 있다.
전기적 인력에 의해서 프린팅 대상물(120)이 노즐(140)에서 토출된 잉크 액적 분무(S)를 끌어 당기기 때문에 잉크 액적 분무(S)가 비산되는 것을 줄이거나 방지할 수 있다.
프린팅 대상물(120)이 놓이는 대상물 홀더(110)에는 정전기 처리부(170)가 전기적으로 연결될 수 있다. 기존의 경우에는 대부분 대상물 홀더의 전압을 위해 접지(Ground) 처리를 하였으며, 1개의 전압 소스인 고전압 파워 서플라이만 사용하는 경우가 많았다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)은 기판 등의 프린팅 대상물(120)이 놓이는 대상물 홀더(110)에 교류 전압을 인가하는 정전기 처리부(170)와 별도의 전압 소스를 하나 더 구비하여 교류 전압을 추가적으로 인가함으로써 프린팅 대상물(120)의 표면에 발생하는 정전기를 없앨 수 있다. 즉, 프린팅 대상물(120)의 표면에 증착(deposition)된 잉크 액적 분무(S)가 가지고 있는 전하로 인해서 연속하여 분무되는 다른 액적 분무를 밀어 내는 형상을 방지할 수 있다.
노즐(140)에 전압을 인가하는 전압인가부(160)와, 대상물 홀더(110)에 전기적으로 연결된 정전기 처리부(170)는 스프레이 제어부(180)에 연결될 수 있다. 스프레이 제어부(180)는 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)의 하드웨어적 구성, 잉크의 점성, 노즐(140)의 내경, 스프레이 코팅의 요구 사항 등에 따라서 전압인가부(160)에서 인가하는 전압의 크기를 조절하거나 정전기 처리부(170)에서 대상물 홀더(110)에 인가되는 전기의 형태를 조절할 수 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)에 구비된 정전기 처리부(170)에 대해서 자세하게 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 기존의 전기 스프레이 프린팅 시스템의 경우 기판 홀더가 접지(Ground)되는 것에 반해서 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)의 대상물 홀더(110)는 접지되지 않고 정전기 처리부(170)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 정전기 처리부(170)는 교류 전압 증폭기 및 교류 전압 발생부를 포함할 수 있다. 이하에서, 정전기 처리부(170)는 교류 전압 증폭기 및 교류 전압 발생부를 포함하는 것으로 이해된다.
정전기 처리부(170)는 대상물 홀더(110)에 전기적으로 연결됨으로써 프린팅 대상물(120)의 표면에 존재하는 전하(C)를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흐르게 할 수 있다. 프린팅 대상물(120)의 표면에 존재하는 전하(C)는 프린팅 대상물(120)에 증착된 잉크 액적 분무(S)가 띠게 되는 전하(C)로써 전압인가부(160)에서 노즐(140)에 인가되는 직류 전압과 동일한 극성을 가지는 전하이다. 도 4의 경우 전하(C)는 + 극성을 띠고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 프린팅 대상물(120)의 표면에 증착된 잉크 액적 분무는 + 극성의 전하(C)를 가지고 있다. 이런 상태에서 다른 잉크 액적 분무(S)가 프린팅 대상물(120)의 표면을 향해서 스프레이 되더라도 증착될 수 없다. 왜냐하면, 잉크 액적 분무들이 서로 동일한 + 극성의 전하를 띠면서 프린팅 대상물(120)의 표면에 증착되어 있던 잉크 액적 분무가 이후에 스프레이 되는 잉크 액적 분무를 밀어 내기 때문이다. 따라서, 이후에 스프레이 되는 잉크 액적 분무들도 프린팅 대상물(120)의 표면에 증착되기 위해서는 이전에 증착되어 있던 잉크 액적 분무가 띠고 있는 전하(C)를 빨리 없애야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)은 정전기 처리부(170)에 의해서 프린팅 대상물(120)의 표면에 증착되어 있던 잉크 액적 분무가 가지는 전하(C)를 대상물 홀더(110) 쪽으로 통전 내지 흐르게 함으로써 제거할 수 있다. 이렇게 되면 이후에 스프레이 되는 잉크 액적 분무에 척력이 작용하지 않기 때문에 스프레이 코팅이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다.
이와 같이, 정전기 처리부(170)는 대상물 홀더(110)에 전기적으로 연결됨으로써, 프린팅 대상물(120)의 표면에 존재하는 전하(C)를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흐르게 하거나 프린팅 대상물(120)에 프린팅되는 잉크 액적 또는 분무가 가지는 전하(C)를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흐르게 할 수 있다.
다시 말하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 정전기 처리부(170)는 프린팅 대상물(120)의 표면에 존재하는 전하(C) 또는 프린팅 대상물(120)에 프린팅되는 잉크 액적 또는 분무가 가지는 전하(C)가 대상물 홀더(110)를 통해 흘러가게 함으로써 프린팅 대상물(120)의 표면에서 발생하는 정전기의 영향을 없앨 수 있다.
여기서, 정전기 처리부(170)에서 발생된 교류 전압은 대상물 홀더(110)에 인가되어 프린팅 대상물(120)의 표면에서 정전기를 제거할 수 있다. 즉, 정전기 처리부(170)는 대상물 홀더(110)에 교류 전압을 인가함으로써 프린팅 대상물(120)의 표면에 존재하는 전하(C) 또는 프린팅 대상물(120)에 프린팅되는 잉크 액적 또는 분무가 가지는 전하(C)가 대상물 홀더(110)로 흘러가게 할 수 있다.
한편, 정전기 처리부(170)는 프린팅 대상물(120)의 임피던스를 낮춤으로써 프린팅 대상물(120)의 표면에 존재하는 전하(C) 또는 프린팅 대상물(120)에 프린팅되는 잉크 액적 또는 분무가 가지는 전하(C)를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흐르게 할 수 있다.
프린팅 대상물(120)이 비저항값이 매우 큰 폴리머 기판, 플라스틱 기판, PCB, PET film 등인 경우에 정전기의 영향이 더욱 커지게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)에서는 정전기 처리부(170)에서 발생한 교류 전압을 대상물 홀더(110)로 인가함으로써 프린팅 대상물(120)의 임피던스를 낮추거나 줄일 수 있다.
기판 등 프린팅 대상물(120)의 저항값이 아무리 높다고 하더라도 교류 전압을 인가해 주면 임피던스가 작아져서 프린팅 대상물(120)에 전류가 흐를 수 있다. 저항값이 높은 프린팅 대상물(120)에는 직류의 전기가 흐르지 않게 되는데, 컨덴서의 경우에도 전류가 흘러다 극판에 전하가 쌓이기만 할 뿐 전류가 흐르지 않는다. 전류는 전하의 흐름이다. 즉, 단위 시간당 흐르는 전하의 양이 전류이다. 전류가 흐르기 위해서는 전하의 이동이 있어야 하는데, 저항값이 높은 기판이나 컨덴서의 경우에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 저항값이 높은 폴리머 기판, 플라스틱 기판, PCB, PET film 등을 포함하는 프린팅 대상물(120)은 컨덴서와 동일한 전기적 특성을 가진다고 할 수 있다.
따라서, 정전기 처리부(170)는 컨덴서의 원리가 적용되도록 대상물 홀더(110)에 교류 전압을 인가할 수 있다.
교류가 흐르는 경우에 저항은 임피던스(Impedance: Z)로 정의할 수 있다. 교류에 있어서 임피던스(Z)는 교류의 주파수(Frequency)와 관련이 있는데, 교류의 주파수가 크면 임피던스(Z)는 작아지게 되고, 임피던스(Z)가 작아지면 전류가 흐를 수 있게 된다. 이때, 교류의 주파수가 크면 클수록 임피던스는 더욱 작아지게 되고 전류가 더 잘 흐르게 된다.
또한, 프린팅 대상물(120)의 표면에 쌓여진 전하(C)의 흐름에 의한 전류(I)는 V(전압)/Z(임피던스)로 표현되는데, 전류는 전압의 크기와도 관련이 있으므로 쌓여진 전하를 빨리 없애기 위해서는 전위차를 크게 하거나 주파수를 빨리 하면 된다.
이와 같이, 정전기 처리부(170)는 프린팅 대상물(120)의 임피던스 크기를 줄이도록 높은 주파수 값을 가지는 교류 전압을 대상물 홀더(110)에 인가할 수 있다. 가해지는 교류 전압의 주파수 값이 크면 클수록 프린팅 대상물(120)의 임피던스 크기가 줄어들면서 쌓여 있던 전하(C)가 대상물 홀드(110)를 통해 흘러 가면서 정전기가 소실(Dissipation)된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)은 기판 등 프린팅 대상물(120) 위의 정전기로 인하여 잉크 액적 분무 스프레이가 잘 되지 않을 때 스프레이를 잘 일어나게 만들 수 있다.
또한, 플라스틱 기판 등에서 스프레이 코팅을 할 때 기판 등 프린팅 대상물(120)을 놓는 대상물 홀더(110)에 10Hz 이상 (바람직하게는 50Hz~3kHz)의 주파수를 가지는 교류 전압을 인가하고 노즐(140)에는 -100V 이상(바람직하게는 -100V~-2kV)의 직류 전압을 인가함으로써 프린팅 대상물(120)의 표면에서 발생하는 정전기 문제를 최소화하거나 없앨 수 있다.
정전기 처리부(170)는 10 Hz 보다 높은 주파수 값을 가지는 교류 전압을 대상물 홀더(110)에 인가함으로써, 프린팅 대상물(120)에 쌓여 있던 전하를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흘려 보낼 수 있다. 10 Hz 이상의 높은 주파수 값을 가지는 교류 전압을 대상물 홀더(110)에 인가하면, 대상물 홀더(110)에 놓인 프린팅 대상물(120)의 임피던스 값을 작게 만들 수 있고 그 결과 전하를 흘려 보낼 수 있게 된다.
기판 등 프린팅 대상물(120) 또는 대상물 홀더(110)에 인가하는 교류 전압의 주파수를 크게 하면 크게 할수록 정전기 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 예를 들면, 교류 전압의 주파수가 수십 Hz 이하인 경우에는 직류 전압을 인가하는 경우와 별로 다를 바가 없다. 따라서, 교류 전압의 주파수를 크게 하면 프린팅 대상물(120)의 표면에 쌓인 전하가 빠르게 이동하여 효과가 크다. 특히, 100Hz 이상의 주파수를 가지는 교류 전압을 인가하는 경우 매우 큰 효과를 볼 수 있다.
본 출원인은, 프린팅 대상물(120)과 노즐(140)의 끝단(141) 사이의 거리(G)가 5 cm일 때 정전기 처리부(170)에서부터 대상물 홀더(110)에 양의 전하를 인가하기 위해 약 5 kV의 전압 인가시 프린팅 대상물(120)에 인가되는 교류 전압은 음의 전압을 가지며 이때 음의 전압은 최소 -100V 이상이어야 프린팅 대상물(120)에 쌓여 있던 전하를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흘려 보내면서 원하는 스프레이 특성을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 정전기 처리부(170)는 노즐(140)에 인가되는 전압과 반대 극성을 가지는 교류 전압을 대상물 홀더(170)에 인가함으로써, 프린팅 대상물(120)에 쌓여 있던 전하를 대상물 홀더(110) 쪽으로 흘려 보낼 수 있다. 예를 들면, 전하를 만드는 전압 즉, 노즐(140)에 가해지는 전압이 +5kV라면, 정전기 처리부(170)는 0~-1kV 이상의 음의 교류 전압을 대상물 홀더(110)에 인가한다. 이와 같이 노즐(140)에 인가되는 전압과 반대 극성의 교류 전압을 대상물 홀더(110)에 인가하면, 여러 가지로 장점이 많다. 예를 들면, 효과적으로 액적을 프린팅 대상물 위에 증착시킬 수 있고, 프린팅 대상물(120)이 잉크 액적을 당기는 정전기력이 상대적으로 커지게 된다.
또한, 프린팅 대상물(120)과 대상물 홀더(110) 사이에 절연 레이어(미도시)를 두는 경우에도 마찬가지로 프린팅 대상물(120)에 쌓여 있는 전하를 대상물 홀더(110)로 흘려 보내는 것이 가능하다.
정전기 처리부(170)에서 형성된 교류 전압은 도체인 대상물 홀더(110)에 인가되기 때문에 대전된 액체가 바로 닿을 경우 스파크가 생길 수 있다. 이를 방지하기 위하여 대상물 홀더(110) 위에 직접 액체가 분사되는 것을 방지하기 위한 절연 레이어를 둘 수 있다. 스프레이를 위한 물체는 이러한 절연 레이어 위에 놓이게 되며, 절연 레이어는 전하를 가진 액적과 교류 전압이 직접 접촉함으로써 스파크 등이 발생하는 것을 피하기 위하여 도체 보다 부도체를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 정전기 처리부(170)는 노즐(140)에 인가되는 전압과 반대 극성의 교류 전압을 대상물 홀더(110)에 인가할 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 같은 극성의 교류 전압을 인가할 수도 있다. 만약, 노즐(140)에 인가되는 직류 전압과 극성이 같은 교류 전압을 인가할 때는 대상물 홀더(110)에 인가되는 교류 전압의 크기는 액적의 전하를 만드는 전압 즉, 노즐(140)에 인가되는 전압에 비해 매우 작아야 한다. 왜냐하면, 같은 극성의 전압이 인가될 경우에는 노즐(140)에 인가되는 전압과 대상물 홀더(110)에 인가되는 전압 간에 전위차를 크게 해야 잉크 액적 분무를 프린팅 대상물(120)로 끌어 당기는 힘이 커지기 때문이다. 이러한 문제로 같은 극성의 전압을 인가하는 것은 효율적인 방법은 아니다.
만약, 정전기 처리부(170)에 의해서 대상물 홀더(110)에 인가되는 교류 전압의 주파수가 10~50 Hz 정도로 낮거나 균일한 스프레이 코팅이 잘 이루어지지 않는 경우에는 전처리로서 플라즈마 처리를 할 수도 있다. 플라즈마 전처리를 함으로써 스프레이 코팅 효과를 증대시킬 수 있다. 물론, 대상물 홀더(110)에 인가되는 교류 전압의 주파수가 높은 경우에도 플라즈마 전처리를 할 수도 있으며 플라즈마 전처리를 함으로써 코팅 효과를 높일 수 있음은 당연하다.
이와 같이, 정전기 처리부(170)는 노즐(140)에 인가되는 전압과 같은 극성을 가지는 교류 전압을 대상물 홀더(110)에 인가하되 교류 전압은 노즐(140)에 인가되는 전압 보다 작은 크기를 가질 수 있다.
정전기 처리부(170)에 의해서 대상물 홀더(110)에 인가되는 교류 전압은 펄스 파형(Pulse waveform), 스퀘어 파형(Square waveform), 정현파형(Sinusoidal waveform) 또는 톱니 파형(Saw-tooth waveform) 중 어느 하나의 파형을 가지거나, 또는 시간이 경과함에 따라 변화하거나 동일한 모양이 반복되는 파형을 가질 수 있다. 정전기 처리부(170)가 인가하는 교류 전압의 파형은 펄스 형상(도 5 참조), 스퀘어 형상, 정현파 형상, 톱니 형상 등 다양한 파형의 교류 전압을 인가할 수 있다. 특히, 인가되는 교류 전압의 파형이 정현파형이 아닌 스퀘어 파형과 같이 비선형의 파형인 경우에는 고조파 성분이 많아서 작은 기본 주파수에도 효과 (높은 주파수의 고조파 성분)를 얻을 수 있다.
반면에 정전기 처리부(170)가 인가하는 교류 전압의 주파수가 너무 작으면 주파수에 따른 증착(deposition) 현상이 바뀌기 때문에 프린팅 대상물(120)에 얼룩이 생기는 등 프린팅 불량이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)에 있어서 노즐(140)이 단일 노즐로 마련되거나 멀티 노즐로 마련될 수 있다. 즉, 스프레이 후에 잉크 액적 분무가 되어 증착(deposition) 크기에 따라서 프린팅 대상물(120)의 전체 면적 도포를 위하여 멀티 노즐을 구비할 수도 있고 그리드 패턴(Grid Pattern)을 이용하여 전체 면적 도포를 할 수 있다.
도 6의 경우에는 단일 노즐(140)을 구비한 경우에 그리드 패턴(점선 화살표)을 따라 프린팅 대상물(120)의 전체 면적을 도포하는 과정이 도시되어 있다. 도 6에서 "L"은 그리드 패턴 사이의 간격으로 3 cm이고 "D"는 잉크 액적 분무(S)의 크기 내지 직경을 의미한다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)의 변형예가 도시되어 있다. 도 7에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)은 노즐(140)에 직류 전압(Voltage(+))이 인가될 뿐만 아니라 공압(air)이 추가적으로 공급됨으로써 잉크를 분무 상태로 쪼갤 수 있다. 이러한 구성의 시스템은 하이브리드 방식으로서 공압 스프레이 방식에 더하여 노즐에 직류 전압을 연결하고 대상물 홀더에는 접지(Ground)를 연결하는 두 가지 방식을 이용한 것이지만, 마찬가지로 전기를 인가하기 때문에 프린팅 대상물에 전하가 쌓여 문제가 생길 수 있다. 이러한 경우 본 발명에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템을 사용함으로써 보다 효과적으로 프린팅 대상물에 쌓여 있는 전하를 제거할 수 있다. 이러한 하이브리드 스프레이 시스템의 경우에는 가능하면 작은 크기의 공압을 사용하고 전기를 이용한 스프레이를 주로 이용해야만 프린팅 대상물에서 액적이 비산(잉크 액적의 날림) 등의 영향을 최소화할 수 있다.
도 7을 참조하면, 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)의 노즐(140)에는, 직류 전압을 인가하는 전압인가포트(147) 및 공압(공기)을 공급하는 공압포트(148)가 형성될 수 있다. 공압포트(148)에 인가되는 공압은 스프레이를 위한 변형 예이다.
스프레이를 위해 공압을 노즐(140)에 인가하지만, 스프레이 프린팅을 위한 잉크를 노즐(140)에 공급하기 위해서 공압을 이용할 수도 있다. 이와 같이 스프레이를 위한 공압과 잉크의 스프레이 프린팅을 위한 공압은 목적이 서로 다르기 때문에 서로 다른 압력(공압)을 사용하는 것이 필요하다. 노즐(140)에 잉크를 공급하는 다른 방법으로는 공압 대신 시린지(130) 및 시린지 펌프를 사용할 수 있다.
우선, 도 7의 (a)는 하이브리드 스프레이의 개념을 보여주는데, 노즐(140)에 직류 전압과 공압이 모두 공급되지 않는 상태를 보여준다. 노즐(140)에 직류 전압과 공압이 공급되지 않으면 시린지(130)를 통해 노즐(140)에 공급된 잉크는 대략 노즐 크기의 방울 형태(DP)로 토출될 수 있다. 이 상태에서 공압이 공급되는 도 7의 (b)와 같은 상태가 된다. 도 7의 (b)를 참조하면, 공압포트(148)를 통해서 공압이 노즐(140)에 공급되는 노즐(140) 내에서 잉크는 작은 크기의 입자가 되도록 1차 쪼개짐이 일어난 후 노즐(140)에서 토출된다. 공압이 공급된 상태에서 직류 전압까지 노즐(140)에 인가되면 도 7의 (c)와 같이 잉크는 더 작은 크기의 입자가 되도록 2차 쪼개짐이 일어난 후 노즐(140)에서 분사가 된다.
하이브리드 스프레이인 경우, 직류 전압과 공압이 모두 공급된 상태에서 생성되는 잉크 액적 분무(S2)는 공압만 공급된 상태에서 생성되는 잉크 액적 분무(S1)가 스프레이 되는 범위(d1) 보다 큰 범위(d2)로 스프레이 될 수 있다. 왜냐하면, 도 7(c)의 잉크 액적 분무(S2)의 크기가 도 7(b)의 잉크 액적 분무(S1)의 크기 보다 작기 때문이다.
한편, 잉크 액적 분무(S)를 만들기 위해서 직류 전압과 함께 공압을 노즐(140)에 공급하는 경우, 공급되는 공압의 크기가 매우 중요하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템(100)의 경우, 노즐(140)에 인가되는 공압은 노즐(140)에서 스프레이 되는 액체(잉크)의 양을 고려하여 잉크 액적이 노즐(140)에서 떨어지지 않고 노즐(140)에 맺히게 하거나 잉크 액적이 일정한 유량으로 노즐(140)에서 떨어지게 하는 것이 바람직하다. 지나치게 많은 액체(잉크)가 노즐(140)에서부터 떨어질 때에는 스프레이 특성 보다는 직접 액적이 떨어져서 균일한 코팅 특성이 얻어지지 않기 때문에 유의해야 한다.
이와 같이, 노즐(140)의 끝단(141)에서 잉크 액적이 뚝뚝 떨어지지 않을 정도로 작은 크기의 공압(예를 들면, 1기압 미만)을 가하거나, 노즐(140)의 끝단(141)에 잉크가 맺힐 정도로 작고 일정한 유량이 시린지(130)에서부터 공급되게 하는 크기의 공압을 가하는 것이 바람직하다.
상기에서 설명한 바와 같이, 기판 등 프린팅 대상물의 표면에 연속적으로 전기장이 걸린 상태에서는 다시 전하가 쌓여서 코팅을 방해할 수 있다. 본 발명에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은 기판 등 프린팅 대상물을 놓는 대상물 홀더에 펄스(pulse) 등 교류 전압을 주어 프린팅 대상물의 전하를 해소(dissipation)할 수 있다. 대상물 홀더에 펄스 등 교류 전압을 인가하여 정전기에 대한 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 전기 스프레이 프린팅 시스템은 발수 코팅 분야 뿐만 아니라 도포 용액에 따라 적용될 수 있는 분야가 매우 다양할 것으로 예상된다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 전기 스프레이 프린팅 시스템
110: 대상물 홀더 120: 프린팅 대상물
130: 시린지 140: 노즐
151: 지그 156: 노즐 홀더
160: 전압인가부 170: 정전기 처리부
180: 스프레이 제어부

Claims (11)

  1. 끝단이 100~300μm의 내경을 가지며, 잉크 액적이 분사 또는 토출되는 적어도 하나의 노즐;
    상기 노즐에 직류 전압을 인가하여 상기 잉크 액적을 분무 상태로 만드는 전압인가부;
    상기 노즐의 끝단으로부터의 거리가 1~20cm 이하가 되도록 상기 노즐과 마주 보도록 마련되며, 잉크 액적이 프린팅되는 프린팅 대상물;
    상기 프린팅 대상물이 놓이는 대상물 홀더;
    교류 전압 증폭기 및 교류 전압 발생부를 포함하며, 상기 대상물 홀더에 교류 전압을 인가하여 상기 프린팅 대상물의 표면에 존재하는 전하를 상기 대상물 홀더로 흐르게 하거나 통전되게 하는 정전기 처리부; 및
    상기 전압인가부 및 상기 정전기 처리부에 연결되고, 상기 잉크의 점성 또는 상기 노즐의 내경에 따라서 상기 전압인가부에서 인가하는 전압의 크기를 조절하거나 상기 정전기 처리부에서 인가되는 전기의 형태를 조절하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 정전기 처리부는 상기 프린팅 대상물의 임피던스가 작아지도록 100 Hz 보다 높은 주파수 값을 가지는 교류 전압을 상기 대상물 홀더에 인가함으로써 상기 프린팅 대상물의 표면에 존재하는 전하를 상기 대상물 홀더로 흐르게 함으로써 상기 프린팅 대상물의 표면에서 정전기를 제거하는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐에는 2~8kV의 직류 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대상물 홀더와 상기 프린팅 대상물 사이에 마련되어, 상기 대상물 홀더에 상기 잉크 액적이 직접 분사되는 것을 방지하고 전하를 가진 액적과 교류 전압이 직접 접촉하는 것을 방지하며 대전된 액적 또는 전하에 의해 스파크가 발생하는 것을 방지하는 절연 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정전기 처리부는 컨덴서의 원리가 적용되도록 상기 대상물 홀더에 교류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정전기 처리부는 상기 노즐에 인가되는 전압과 반대 극성을 가지는 교류 전압을 상기 대상물 홀더에 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 정전기 처리부는 상기 노즐에 인가되는 전압과 같은 극성을 가지는 교류 전압을 상기 대상물 홀더에 인가하되 상기 교류 전압은 상기 노즐에 인가되는 전압 보다 작은 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 정전기 처리부에 의해 인가되는 교류 전압은 펄스 파형, 스퀘어 파형, 정현파형 또는 톱니 파형 중 어느 하나의 파형을 가지거나, 시간이 경과함에 따라 변하거나 동일한 모양이 반복되는 파형을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
  11. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐에는 공기에 의해서 잉크 액적이 스프레이 되게 하는 공압과 전기에 의해서 잉크 액적이 동시에 스프레이 되게 하는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 스프레이 프린팅 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102413427B1 (ko) 2021-04-14 2022-06-28 주식회사 고산테크 멀티 니들 헤드와 멀티 니들 헤드의 단부 정렬 방법 및 그에 사용되는 정렬장치
KR20230023916A (ko) * 2021-08-11 2023-02-20 순천향대학교 산학협력단 전기 스프레이 코팅 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101347980B1 (ko) * 2012-10-26 2014-02-13 순천향대학교 산학협력단 전기수력학적 잉크젯 장치
KR20150031141A (ko) * 2013-09-13 2015-03-23 엔젯 주식회사 스프레이 노즐을 이용하는 코팅 시스템
KR20160031200A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 순천향대학교 산학협력단 전기수력학적 잉크젯 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7275812B2 (en) * 2003-01-29 2007-10-02 Fujifilm Corporation Ink jet head and recording apparatus using the same
JP4397642B2 (ja) * 2003-08-08 2010-01-13 シャープ株式会社 静電吸引型流体吐出方法およびその装置
CN100528569C (zh) * 2003-08-08 2009-08-19 柯尼卡美能达控股株式会社 液体喷射设备及其方法、用于形成电路板的布线图案的方法
GB0709517D0 (en) * 2007-05-17 2007-06-27 Queen Mary & Westfield College An electrostatic spraying device and a method of electrostatic spraying
KR101390391B1 (ko) * 2012-05-21 2014-05-27 엔젯 주식회사 정전기력을 이용하는 3차원 형상 표면 인쇄장치
KR101625714B1 (ko) * 2013-08-27 2016-05-30 엔젯 주식회사 정전기력을 이용하는 분무식 패터닝 장치
CN106799891A (zh) * 2015-11-26 2017-06-06 深圳市富彩三维技术有限公司 一种阵列化电流体喷印喷头及逻辑控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101347980B1 (ko) * 2012-10-26 2014-02-13 순천향대학교 산학협력단 전기수력학적 잉크젯 장치
KR20150031141A (ko) * 2013-09-13 2015-03-23 엔젯 주식회사 스프레이 노즐을 이용하는 코팅 시스템
KR101545049B1 (ko) 2013-09-13 2015-08-17 엔젯 주식회사 스프레이 노즐을 이용하는 코팅 시스템
KR20160031200A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 순천향대학교 산학협력단 전기수력학적 잉크젯 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102413427B1 (ko) 2021-04-14 2022-06-28 주식회사 고산테크 멀티 니들 헤드와 멀티 니들 헤드의 단부 정렬 방법 및 그에 사용되는 정렬장치
KR20230023916A (ko) * 2021-08-11 2023-02-20 순천향대학교 산학협력단 전기 스프레이 코팅 장치
KR102606297B1 (ko) * 2021-08-11 2023-11-24 순천향대학교 산학협력단 전기 스프레이 코팅 장치

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